專利名稱：具有多個監(jiān)測點(diǎn)的公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)的圖形表示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—般來說，本發(fā)明涉及具有多個監(jiān)測點(diǎn)的公用設(shè)施系統(tǒng) (utilitysystem)，具體來說，涉及這類系統(tǒng)的圖形表示。
背景技術(shù)：
在2007年9月18日發(fā)出的標(biāo)題為"公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng) 中的自動化分級劃分，，的共同受讓的美國專利No.7272518中描述了 自學(xué)習(xí)分級算法，它自動確定通常是具有公用設(shè)施的主源的徑向式供 給公用設(shè)施系統(tǒng)的公用設(shè)施系統(tǒng)中的監(jiān)測裝置的分級布置，以及在 2008年5月6日提交的標(biāo)題為"具有多個源的公用設(shè)施系統(tǒng)的自動化
分級劃分，，的共同受讓的美國專利申請序號_中描述了自學(xué)習(xí)分
級算法，它描述用于確定包括一個以上源的公用設(shè)施系統(tǒng)的分級結(jié)構(gòu) 的自動化方法，其中自動化方法可區(qū)分各種類型的多源公用設(shè)施模 型。 透徹地了解^>用i殳施系統(tǒng)的布局對理解和表征7>用i殳 施系統(tǒng)至關(guān)重要；但是，公用設(shè)施計量表通常僅提供沒有數(shù)據(jù)的上下 文的分立公用設(shè)施操作參數(shù)。具有監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分級上下文 (context)是一種強(qiáng)大的工具，它提供許多有用的有益效果，包括對 系統(tǒng)問題進(jìn)行故障排除、提高系統(tǒng)效率、預(yù)測故障和降級、查找擾動 和中斷源以及對系統(tǒng)響應(yīng)建模。 公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)通常依靠用戶對于公用設(shè)施系統(tǒng)和 公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)的知識以便將數(shù)據(jù)放入上下文?？蒦L化通常使用單 線圖來為更有意義的配置、分析和報告提供分級上下文。許多監(jiān)測系 統(tǒng)是廣泛的，并且提供上下文的能力只限于小區(qū)域，例如監(jiān)測裝置顯示器和/或計算機(jī)顯示器。對于包括計量表的大且復(fù)雜分級結(jié)構(gòu)的監(jiān) 測系統(tǒng)，可能難以獲得企業(yè)中消耗能量的位置的快速簡潔畫面。隨著 更多裝置包含在分級結(jié)構(gòu)中，此問題更為復(fù)雜。 公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)中的信息和參數(shù)的圖形表示為終端 用戶提供了解多層面數(shù)據(jù)的直觀方式。良好的圖形表示可允許終端用 戶創(chuàng)建、編輯、查看和管理不同類型的多個分級結(jié)構(gòu)，使得監(jiān)測系統(tǒng) 數(shù)據(jù)可放入適當(dāng)?shù)纳舷挛墓┡渲梅治龊蛨蟾妗?br>
發(fā)明內(nèi)容
簡言之，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖形表示公用設(shè)施系統(tǒng) 中的多個監(jiān)測點(diǎn)的至少 一個所選參數(shù)的值的方法包括接收在多個監(jiān) 測點(diǎn)所測量的數(shù)據(jù)；根據(jù)所接收數(shù)據(jù)來確定在多個監(jiān)測點(diǎn)的所選參數(shù) 的值；以及用這些值生成在多個監(jiān)測點(diǎn)的所選參數(shù)的值的圖形表示， 圖形表示包括具有(l)表示值的量的大小和(2)表示這些監(jiān)測點(diǎn)的分 級結(jié)構(gòu)(hierarchy)的位置的形狀。在一個應(yīng)用中，所選參數(shù)是在電 力分配系統(tǒng)的對應(yīng)于多個監(jiān)測點(diǎn)的部分中所消耗的電力和能量中的 至少一個。 在一種實(shí)現(xiàn)中，用于圖形表示的形狀包括同心圓區(qū)域的 段，其中各段的角范圍表示這些值的至少一個的量，而段的徑向和圓 周位置表示監(jiān)測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)。沿來自同心圓區(qū)域的中心的共同徑向 線的連續(xù)形狀逐漸地從屬于那個共同半徑上的其它形狀，以及具有共 同半徑的圓形區(qū)域的段的角范圍表示監(jiān)測點(diǎn)的所選參數(shù)相對于對于 該參數(shù)的整體總量的分?jǐn)?shù)大小。 在另一種實(shí)現(xiàn)中，形狀包括矩形區(qū)域的段，其中各段的 寬度表示這些值的至少一個的量，而段相對于彼此之間的位置表示監(jiān) 測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)。矩形區(qū)域的段設(shè)置成多個水平行，其中最上行表示 最高分級等級，并且最上行下面的接連行中的段逐漸地從屬于其緊接 前一行中的相鄰段。共同行中的段的橫向尺寸表示在共同分級等級中
5的監(jiān)測點(diǎn)的所選參數(shù)的相對值。參照附圖對各種實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域的^支術(shù)人員
將會清楚地知道本發(fā)明的上述及其它方面，接下來提供概述。


通過閱讀以下詳細(xì)描述以及參照附圖，本發(fā)明的以上及 其它優(yōu)點(diǎn)將變得非常明顯。 圖1A是包括根據(jù)本文的方面的多源分級結(jié)構(gòu)劃分系統(tǒng) 的自動化數(shù)據(jù)綜合監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖；圖1B是示范智能電子裝置的原理框圖； 圖2A是使用極坐標(biāo)系的公用設(shè)施系統(tǒng)的多個部分中的 能量消耗的圖形表示；圖2B是用于生成圖2A的圖形表示的例程的流程圖； 圖3是使用直角坐標(biāo)系的公用設(shè)施系統(tǒng)的多個部分中 的能量消耗的圖形表示； 圖4是具有多個干線(main)的電力分配系統(tǒng)的圖形表 示；以及 圖5是各表示電力分配系統(tǒng)中的不同干線的多個圖標(biāo) 的圖示。
具體實(shí)施例方式雖然結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例來描述本發(fā)明，但是大家會理 解，本發(fā)明并不局限于那些具體實(shí)施例。相反，本發(fā)明意在涵蓋可能 包含在所附權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的所有備選、 修改和等效布置。 現(xiàn)在來看圖1，概括地示出自動化數(shù)據(jù)綜合監(jiān)測系統(tǒng) 100。具有主源和一個或多個備選源以及由字母M表示的多個智能電 子裝置(以下稱作"IED)或監(jiān)測裝置的公用設(shè)施系統(tǒng)102從與自動化數(shù)據(jù)對齊系統(tǒng)104、多源分級劃分系統(tǒng)105和自動化分級結(jié)構(gòu)劃分系統(tǒng) 106進(jìn)行通信的各IED(M)提供數(shù)據(jù)。本文所使用的IED或監(jiān)測裝置 表示具有取樣、采集或測量公用設(shè)施系統(tǒng)102的一個或多個操作特性 或參數(shù)的能力的任何系統(tǒng)元件或設(shè)備。在公用設(shè)施系統(tǒng)102中被監(jiān)測 的公用設(shè)施可以是由首字母縮寫詞WAGES所表示的五種公用設(shè)施、 即水、無線(air)、氣(gas)、電或蒸汽(steam)中的任一種。參 數(shù)可以是功率、電壓、電流、電流失真、電壓失真、能量或者與任何 WAGES公用設(shè)施關(guān)聯(lián)的任何參數(shù)，例如體積流速、質(zhì)量流速、體積 通量和質(zhì)量通量。例如，當(dāng)參數(shù)為電壓失真時，分級結(jié)構(gòu)的相同等級 的監(jiān)測裝置將具有大致相同的電壓失真。 數(shù)據(jù)在自動化數(shù)據(jù)對齊系統(tǒng)104中在時間或偽時間上 下文中自動對齊，并且產(chǎn)生時間對齊的數(shù)據(jù)，使得它表示實(shí)際由電力 監(jiān)測系統(tǒng)102中的監(jiān)測裝置M同時看到的數(shù)據(jù)。分級結(jié)構(gòu)劃分系統(tǒng) 106自動學(xué)習(xí)公用設(shè)施系統(tǒng)102中存在的監(jiān)測裝置的分級結(jié)構(gòu)以及它 們相互之間的位置關(guān)系。在2007年9月18日發(fā)出的標(biāo)題為"公用設(shè) 施監(jiān)測系統(tǒng)中的自動化分級結(jié)構(gòu)劃分"的共同受讓的美國專利 No.7272518以及2007年11月5日提交的標(biāo)題為"電力監(jiān)測系統(tǒng)的分 級結(jié)構(gòu)確定的改進(jìn)"的共同受讓的 PCT專利申請 No.PCT/US2006/034394中描述了分級結(jié)構(gòu)劃分系統(tǒng)106以及與其關(guān) 聯(lián)的自學(xué)習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法400、 500、 550的示例。 本文中所使用的分級結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)中的事件的一 系列 有序編組。這些關(guān)系可以是物理的(例如基于電力系統(tǒng)單線圖)或功能 的(基于成本中心或其它組織部門)。在電力系統(tǒng)上下文中，分級結(jié)構(gòu) 描述電力系統(tǒng)的組織(是共同耦合點(diǎn)(P C C)的公用設(shè)施側(cè)還是需求 側(cè))。本文所使用的"自學(xué)習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法，，指的是美國專利 No.7272518中公開的自學(xué)習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法的任一種。以下描述的圖 形表示還可與手動配置分級結(jié)構(gòu)以及與通過不同方式同步的公用設(shè) 施監(jiān)測系統(tǒng)配合使用。
數(shù)據(jù)對齊系統(tǒng)104對齊來自公用設(shè)施系統(tǒng)102的多個 IED的數(shù)據(jù)，例如電壓、電流、時間、事件等。當(dāng)來自所有正D的數(shù) 據(jù)對齊到數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時間上的相同點(diǎn)(或者基于偽時間對齊的近似相 同點(diǎn))時，可將數(shù)據(jù)放入時間或偽時間上下文，從其中可自動進(jìn)行或 推薦與硬件和軟件配置有關(guān)的附加判定。來自各個IED的測量數(shù)據(jù) 可在時間或偽時間上下文中相互同步或近似同步。時間對齊比偽時間 對齊更精確。偽時間對齊根據(jù)系統(tǒng)中的負(fù)荷變化來取可接受范圍之內(nèi) 的數(shù)據(jù)。偽時間對齊系統(tǒng)通常將全球定位系統(tǒng)(GPS)或網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議 (NTP)用于時鐘同步。在2005年7月1日提交的標(biāo)題為"公用設(shè)施監(jiān) 測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的自動化精確對齊"的共同受讓的美國專利申請 No.ll/174099中描述了自動時間對齊實(shí)現(xiàn)。在自動時間對齊實(shí)現(xiàn)中， 數(shù)據(jù)對齊系統(tǒng)104將電力系統(tǒng)分級結(jié)構(gòu)中的所有IED(由M表示)對齊 到所有三相電壓的零相交(zero-crossing)，而無需使用附加硬件， 但有各個IED之間例如由某些變壓器配置所引起的電勢相移。當(dāng)監(jiān) 測裝置的數(shù)據(jù)相互對齊時，系統(tǒng)數(shù)據(jù)基本上相對于它出現(xiàn)的時間來對 齊，從而使更復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析是可行的。 —旦對齊了來自各IED M的數(shù)據(jù)并且在分級結(jié)構(gòu)中確 定了各IED的位置，數(shù)據(jù)可以說是在上下文108中。上下文數(shù)據(jù)108 可由軟件應(yīng)用程序110用于提供和診斷與公用設(shè)施系統(tǒng)102有關(guān)的、 超出數(shù)據(jù)沒有在上下文中時一般可用的范圍的有用信息。各IED測 量公用設(shè)施系統(tǒng)102的特性，并且將這些特性量化成可由計算機(jī)分析 的數(shù)據(jù)。例如，監(jiān)測裝置可測量功率、能量或其它電方面的特性。在 電的上下文中，IED可基于可向Schneider Electric購買的PowerLogic Series 3000/4000電路監(jiān)測器或者PowerLogic ION7550/7650功率和 能量計量表或者任何其它適當(dāng)?shù)腎ED裝置，例如基于微處理器的斷 路器、繼電器、計量裝置或功率表。 用戶經(jīng)由常規(guī)用戶接口 112與軟件應(yīng)用程序110交互。 軟件應(yīng)用程序110可鏈接到其它系統(tǒng)114、如計帳系統(tǒng)，并且使用上下文數(shù)據(jù)108在其它系統(tǒng)114與用戶接口 112之間傳遞消息。 —般來說，分級結(jié)構(gòu)劃分系統(tǒng)106利用基于規(guī)則和統(tǒng)計 方法的監(jiān)測系統(tǒng)軟件中的自學(xué)習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法。監(jiān)測系統(tǒng)軟件定期輪 詢公用設(shè)施系統(tǒng)102中的每個監(jiān)測裝置，以便確定在那個節(jié)點(diǎn)(由M 表示)的公用設(shè)施系統(tǒng)102的某些特性或參數(shù)。指定參數(shù)的多個樣本 在相同的給定時間點(diǎn)取自系統(tǒng)中的每個IED。 一旦從公用設(shè)施系統(tǒng) 102的各節(jié)點(diǎn)M采集了參數(shù)數(shù)據(jù)，自學(xué)習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法分析該數(shù)據(jù)， 并且相對于取數(shù)據(jù)樣本的時間和數(shù)據(jù)樣本的關(guān)聯(lián)值來跟蹤監(jiān)測裝置 之間的關(guān)系或聯(lián)系。這種分析可定期執(zhí)行，以便增加分級結(jié)構(gòu)是準(zhǔn)確 的概率或者確定分級結(jié)構(gòu)的任何變化。 一旦這個迭代過程達(dá)到公用設(shè) 施系統(tǒng)102的已確定布局是正確的某種預(yù)定的統(tǒng)計置信等級，則自學(xué) 習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法結(jié)束。然后將公用設(shè)施系統(tǒng)102的最終布局提供給用 戶以合作(concurrence)。當(dāng)使用自學(xué)習(xí)分級結(jié)構(gòu)算法相對于所有其 它IED隨時間(學(xué)習(xí)周期)評估各IED的數(shù)據(jù)時，根據(jù)可用的監(jiān)測點(diǎn)來 確定公用設(shè)施系統(tǒng)102的分級結(jié)構(gòu)的基本布局。在這個方面，自學(xué)習(xí) 分級結(jié)構(gòu)算法使用來自各IED的數(shù)據(jù)的歷史趨勢，以及那些趨勢被 比較，以便確定IED之間是否存在任何相互關(guān)系(聯(lián)系)。更詳細(xì)的分 級結(jié)構(gòu)可采用可用于分析的更多監(jiān)測點(diǎn)來確定。 特定的電特性或參數(shù)(例如功率、電壓、電流等)的樣本 同時取自公用設(shè)施系統(tǒng)102的各IED。這個數(shù)據(jù)被存儲并且相對于取 樣本的時間、數(shù)據(jù)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)值和提供該數(shù)據(jù)的IED來分析。 取自公用設(shè)施系統(tǒng)102的各IED的數(shù)據(jù)相互比較，以便 確定正D之間是否存在任何相關(guān)性。分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計趨勢和相關(guān)性 以及在預(yù)定時間段的相似性和差異。示范IED 128如圖1B中的原理框圖所示。IED 128包括 控制器134、固件136、存儲器138、通信接口 140以及分別與Va、 Vb和Vc三相電壓導(dǎo)體連接并且與控制器134耦合的三相電壓導(dǎo)體連 接器142a、 142b、 142c。分別與IA、 Ib和Ic相電流導(dǎo)體連接的三相電流導(dǎo)體連接器143a、 143b、 143c可選地與控制器134耦合。固件 136包括用于指導(dǎo)控制器執(zhí)行監(jiān)測裝置所需操作的機(jī)器指令。存儲器 138由控制器134用于存儲由IED 128所測量的電參數(shù)數(shù)據(jù)。 來自計算機(jī)132的指令由IED 128經(jīng)由通信接口 140接 收。那些指令包括指導(dǎo)控制器134標(biāo)記周期計數(shù)、開始存儲電參數(shù)數(shù) 據(jù)或者向計算機(jī)132傳送存儲器138中存儲的電參數(shù)數(shù)據(jù)的指令。電 參數(shù)數(shù)據(jù)可包括IED所獲取的任何數(shù)據(jù)，包括頻率變化、幅度變化 和相位變化的任何組合。數(shù)據(jù)綜合監(jiān)測系統(tǒng)100還包括多源分級劃分系統(tǒng)105, 它可經(jīng)由手動或自動化方法來接收與公用設(shè)施系統(tǒng)102關(guān)聯(lián)的裝置 數(shù)據(jù)或者由自動化數(shù)據(jù)對齊系統(tǒng)104自動生成的時間對齊數(shù)據(jù)。在 2008年5月6日提交的標(biāo)題為"具有多源的公用設(shè)施系統(tǒng)的自動化分
級劃分"的共同受讓的美國申請序號_中描述了多源分級劃分系
統(tǒng)的示例。 圖2A是使用作為二維坐標(biāo)系的極坐標(biāo)系的電力監(jiān)測系 統(tǒng)的圖形表示的示例。雖然這個示例針對電力監(jiān)測系統(tǒng)，但是大家會 理解，圖形表示可與以上所述的其它WAGES公用設(shè)施系統(tǒng)的任一種 配合使用。極坐標(biāo)系中的兩個點(diǎn)之間的關(guān)系按照角和距離來表示，即， 各點(diǎn)通過兩個才及坐標(biāo)來確定徑向坐標(biāo)和角坐標(biāo)。徑向坐標(biāo)(表示為 r)表示點(diǎn)與中心點(diǎn)(稱作極點(diǎn))的距離。角坐標(biāo)(又稱作極角或方位角，
并且由e表示)表示從o。射線或極軸到達(dá)該點(diǎn)所需的正或逆時針角。 在圖2A的圖中，具有極點(diǎn)P作為其中心的最里面的圓 10表示在具有如下簡單樹形分級結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的電力分配系統(tǒng)中消 耗的總能量
<image>image see original document page 10</image>I I I-floor 1
I I I 1-meter 1
I I 1-floor 2
I I 1- meter 4
I 1-department 2
I I-meter 2
I I-meter 3
I-building 2
I I-meter 1
I 1-meter 2
I-building 3
I )-meter 1
I I-meter 2
1-building 4
I-meter 1
-meter 2可以看到，上述系統(tǒng)向四個建筑物(building)供電。 在圖2A的圖形表示中，中心圓10表示分級結(jié)構(gòu)中最上面的節(jié)點(diǎn)， 它表示所測量的量的總和。這個中心圖形又稱作根節(jié)點(diǎn)(rootnode) 或?qū)?。取決于電網(wǎng)，可以或者可以不存在直接可用于根節(jié)點(diǎn)的計量 數(shù)據(jù)。如果在那個點(diǎn)不存在計量數(shù)據(jù)，則根節(jié)點(diǎn)的值就是其所有子的 值之和。在這個圖中，自根出來的下一層示出四個建筑物，并且它們 的相對能量消耗由圍繞圓10的圓環(huán)T1的四段11、12、13和14表示。 例如，建筑物#1消耗四個建筑物所消耗的總能量的62%,因此表示 建筑物#1的段11對著223.2度的角，它是圓環(huán)Tl的360度圓周的 62%。 在建筑物#1中，對于兩個部門(department)的每個單 獨(dú)監(jiān)測電力，它們在由圍繞第一層圓環(huán)Tl的圓環(huán)T2所表示的分級 結(jié)構(gòu)的第二層共同對著223.2度的角。表示建筑物#1中的兩個部門的 兩段15和16占據(jù)由圓環(huán)T1的段11所占據(jù)的相同的223.2度，這指 明圓環(huán)T2的段15和16所表示的兩個部門從屬于圓環(huán)Tl的段11所 表示的建筑物#1。
在段15所表示的部門#1中，對于兩個樓層(floor)的 每個單獨(dú)監(jiān)測電力，它們共同構(gòu)成圖中所表示的整體總能量的30%。 表示部門#1的兩個樓層的兩段17和18共同占據(jù)由圓環(huán)T2的段15 所占據(jù)的相同的108度，這指明T3的段17和18所表示的兩個樓層 從屬于圓環(huán)T2的段15所表示的部門#1。 在部門#1的樓層#1中，電力只由計量表(meter) #來 監(jiān)測，它構(gòu)成分級結(jié)構(gòu)的整體總量的14%。計量表#1由第四層圓環(huán) T4中對著50.4度的陰影弧形段19來表示，它與第三層圓環(huán)T3同心 并且在其外部。類似地，在樓層#2中，電力只由計量表#4來監(jiān)測， 它構(gòu)成分級結(jié)構(gòu)的整體總量的16%。計量表#4由第四層圓環(huán)T4中對 著57.6度的陰影弧形段20來表示。由于樓層#1的唯一計量表是計量 表#1，所以段19與段17為相同角寬度。類似地，由于樓層#2的唯 一計量表是計量表#4，所以段20與段18為相同角寬度。 在建筑物#1的部門#2中，電力由三個計量表來監(jiān)測， 它們由圓環(huán)T3中的陰影弧形段21 、 22和23來表示。在建筑物#2中， 電力由三個計量表來監(jiān)測，其中之一通過圓環(huán)T1中的弧形段24的陰 影部分來表示，而另外兩個通過圓環(huán)T3中的陰影弧形段25和26來 表示。在建筑物#3中，電力由兩個計量表來監(jiān)測，它們由圓環(huán)T2中 的陰影弧形段27和28來表示。在建筑物#4中，電力由兩個計量表 來監(jiān)測，它們由圓環(huán)T2中的陰影弧形段29和30來表示。 因此可以看到，圖2A是采用具有(1)表示不同能量消 耗的量的大小和(2)表示監(jiān)測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)的位置的多個圓形區(qū)域 的不同段、在多個監(jiān)測點(diǎn)的能量消耗的相對值的圖形表示。各段的角 范圍表示由那個段所表示的系統(tǒng)的部分中所使用的電力的量。并且位 于通過不同圓形區(qū)域的共同半徑的段表示監(jiān)測點(diǎn)的監(jiān)測參數(shù)相對于 那個參數(shù)的整體總量的分?jǐn)?shù)大'j、。段的徑向和圓周位置表示多個監(jiān)測 點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)。j以下是對用于匯編(assemble)繪制圖2A的圓形能量圖所需的信息、然后使用那個信息來繪制簡圖的4喿作順序的描述
第1部分-匯編所計算值的表。 以節(jié)點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)開始，其中有與該節(jié)點(diǎn)中的部分或全 部關(guān)聯(lián)的能量測量。節(jié)點(diǎn)的能量測量將稱作那個節(jié)點(diǎn)的"原始量"，以 便將它與關(guān)聯(lián)該節(jié)點(diǎn)的其它推導(dǎo)能量值區(qū)分開。如果節(jié)點(diǎn)沒有它自己 的任何測量，則它的原始量(Native Quantity)為零。
1) 對于各節(jié)點(diǎn)，分配等于沿分級結(jié)構(gòu)從根節(jié)點(diǎn)向下的距離相等的 環(huán)號(Ring number),其中根具有環(huán)號O，根的所有直系子(immediate child)具有環(huán)號l，環(huán)號1的各節(jié)點(diǎn)的所有直系子都具有環(huán)號2，它 們的子具有環(huán)號3，依此類推，直到圖中的所有節(jié)點(diǎn)都具有已分配的 環(huán)號。
2) 對于各節(jié)點(diǎn)，枚舉它的所有分支(直系子，它們的子，等等)， 合計它們?nèi)康脑剂浚⑶覍⑺脭?shù)值作為原始節(jié)點(diǎn)的"繼承量
(Inherited Quantity)"來保存。對于系統(tǒng)中的每一個節(jié)點(diǎn)重復(fù)這個過 程。如果節(jié)點(diǎn)沒有子，則其繼承量為零。
3) 對于系統(tǒng)中的各節(jié)點(diǎn)，相加繼承量和原始量，并且調(diào)用該結(jié)果 為那個節(jié)點(diǎn)的"總量(Total Quantity)"。根節(jié)點(diǎn)的總量特別重要，但 是它除了 "根節(jié)點(diǎn)的總量"之外沒有任何獨(dú)立的名稱。
4) 對于各節(jié)點(diǎn)，計算量"段寬度(SegmentWidth)"，它是那個節(jié) 點(diǎn)的總量除以根節(jié)點(diǎn)的總量再乘以360。這是表示這個節(jié)點(diǎn)在該段中 的能量消耗的角大小，單位為度。
5) 對于各節(jié)點(diǎn)，計算量"填充寬度(Fill Width)"，它是那個節(jié)點(diǎn) 的原始量除以根節(jié)點(diǎn)的總量再乘以360。這是表示在該段中圖中打上 陰影的角大小，單位為度，表示在這個節(jié)點(diǎn)所計量的能量消耗。
6) 按照樹順序通過節(jié)點(diǎn)，以便填充各節(jié)點(diǎn)的起始坐標(biāo)(Start Coordinate)，如下所述
起始坐標(biāo)=其父的起始坐標(biāo)
13+父的填充寬度
+已經(jīng)計算其起始坐標(biāo)的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有兄弟的段寬度之和。 對于根節(jié)點(diǎn)，其父的起始坐標(biāo)和填充寬度均看作零。兄弟是具有 相同的父和相同的環(huán)號的兩個或更多段。
下面是圖2A的簡圖的樣本表RingNativeInheritedTotalStartSegmentF川
SegmentNumberQuantityQuantityQuantityCoordinateWidthWidth
<raot>00123451234503600
building 1Building 1107653.97653.90223.20
1-department 1Building 1 Dept 1203703.53703.501080
1 1-floor 1Dept 1 Floor 1301728.31728.3050.40
1 1 1-meter 1Floor 1 Meter 141728.301728.3050.450.4
j 1-floor 2Dept 1 Floor 2301975.21975.250.457.60
1 1- meter 4Floor 2 Meter 441975.201975.250.457.657.6
1-department 2Building 1 Dept 2203950.43950.4108115.20
1-meter 2Dept 2 Meter 232098.6502098.6510861.261,2
1-meter 3Dept 2 Meter 331851.7501851.75169.25454
building 2Building 211481.41728.33209.7223.293.643.2
1- meter 1Building 2 Meter 12123.450123.45266.43.63.6
1-metej: 2Building 2 Meter 221604.8501604.8527046.846.8
building 3Building 310740.7740.7316.821.60
1-meter 1Building 3 Meter 12246.9246.9316.87.27.2
1-meter 2Building 3 Meter 22493.8493.832414.414.4
building 4Building 41740.7740.7338.421.60
1- meter 1Building 4 Meter 12185.175185.175338.45.45.4
1-meter 2Building 4 Meter 22555.525555.525343.816.216.2起始坐標(biāo)、段寬度和填充寬度對于圓形圖均以度為單位來測量。 原始量、繼承量和總量以能量單位來測量或諸如此類顯示參數(shù)的。
提供值
環(huán)號 從分級結(jié)構(gòu)圖中的沿分級結(jié)構(gòu)自根節(jié)點(diǎn)向下的等級的 編號。
原始量在那個節(jié)點(diǎn)從計量表測量的。 推導(dǎo)值
繼承量節(jié)點(diǎn)的所有子以及它們的子等等的原始量之和。
等于沒有沿分級結(jié)構(gòu)向下進(jìn)一步進(jìn)行的直系子的總量之和。
總量 原始和繼承量之和。
起始坐標(biāo) 父的起始坐標(biāo)+父的填充寬度+已經(jīng)繪制的
任何兄弟的段寬度。
段寬度 總量/根節(jié)點(diǎn)的總量*360 填充寬度原始量/根節(jié)點(diǎn)的總量*360 定義
兄弟 具有相同的父和相同的環(huán)號的兩個或更多"R。 根節(jié)點(diǎn)分級結(jié)構(gòu)中最上面的點(diǎn)，在圓形圖中由中心圓表示。
第2部分-制圖 假定對于ArcThickness(弧形厚度)提供了適合所使用的 坐標(biāo)系的常數(shù)。 使用圖2B的流程圖所示的例程，通過第1部分中預(yù)備 的表對于各節(jié)點(diǎn)按照如下方式迭代進(jìn)行
l)在圖2B的步驟200，以內(nèi)半徑(環(huán)號承ArcThickness)和外半徑 ((環(huán)號+l"ArcThickness)來繪制厚弧形的輪廓，從角Start Coordinate 開始并且掃過角度Segment Width。2)在步驟201,在所繪制的段輪廓中，在以內(nèi)半徑(環(huán)號 * ArcThickness)和外半徑((環(huán)號+1 )* ArcThickness)所繪制的弧形的一 部分中填入陰影，從角Start Coordinate開始并且經(jīng)過角度Fill Width。 步驟202確定是否還存在其它節(jié)點(diǎn)，以及如果答案為肯 定，則系統(tǒng)在203返回以便在204開始重做該過程。當(dāng)步驟102產(chǎn)生 否定答案時，例程在步驟205結(jié)束。 雖然能量是用于上述示例的參數(shù)，但是，任何其它可合 計參數(shù)均能以相等的適用性來取代，只要該參數(shù)可以測量和相加。圖3是使用二維矩形(Cartesian)坐標(biāo)系的電力監(jiān)測系統(tǒng) 的圖形表示的示例，它用于通過通常稱作點(diǎn)的x坐標(biāo)或橫坐標(biāo)以及y 坐標(biāo)或縱坐標(biāo)的兩個數(shù)值在平面中唯一地確定各點(diǎn)。為了定義坐標(biāo)， 指定兩個垂直有向直線(x軸和y軸)以及在兩個軸上標(biāo)明的單位長度。 在圖3的簡圖中，最上面的層T1是表示被監(jiān)測電力分 配系統(tǒng)的單個干線所消耗的總能量的單矩形30。第二層T2包括表示 兩個被監(jiān)測饋電線(feeder) 31、 32和一個被監(jiān)測饋電線33之間的 從單個干線的電力分配的三個矩形。虛擬監(jiān)測負(fù)載是沒有實(shí)際監(jiān)測器 但是其消耗從其它測量負(fù)載來推斷的負(fù)載。第三層T3表示來自兩個 實(shí)際饋電線31和32的電力分配。具體來說，來自饋電線#1(矩形31) 的近似相等的電量由標(biāo)識為負(fù)載#1和負(fù)載弁2的一對電動機(jī)消耗，由 矩形34和35表示，以及第三矩形36表示監(jiān)測通過饋電線#1所消耗 的剩余電力的虛擬計量表VM弁2。饋電線弁2向矩形37所表示的支路 弁1(兩個負(fù)載)、矩形38所表示的支路弁2 (三個負(fù)載)、矩形39所表 示的負(fù)載#3(例如照明)和矩形40所表示的負(fù)載#4(例如進(jìn)程)供電，以 及第五矩形41表示監(jiān)測通過饋電線#2所消耗的剩余電力的虛擬計量 表VM#3。支路#1向矩形42所表示的實(shí)際負(fù)載#5(例如插座)供電， 以及矩形43表示監(jiān)測通過支路#1所消耗的剩余電力的虛擬計量表 VM斜。支路#2向矩形42所表示的實(shí)際負(fù)載#5(例如插座)供電，以及 矩形43表示監(jiān)測通過支路#1所消耗的剩余電力的虛擬計量表VM#4。
圖3還示出通過重疊分級結(jié)構(gòu)的不同段的操作參數(shù)的 "覆蓋圖(overlay)"的圖形表示的增強(qiáng)。在所示示例中，操作參數(shù)包 括功率、功率因數(shù)、電壓和描述項(xiàng)，但是存在其它許多可顯示的值和 描述符，取決于被監(jiān)測系統(tǒng)的性質(zhì)和用戶偏好及目標(biāo)。例如，可顯示 特定負(fù)載的銘牌數(shù)據(jù)或其它特性，例如電動機(jī)的類型、額定馬力滿載 電流、絕緣等級等。所顯示的數(shù)據(jù)可以是動態(tài)和/或靜態(tài)的。這些覆 蓋圖可提供在任何給定時間的公用設(shè)施系統(tǒng)的狀態(tài)的簡明表示。 圖2A和圖3的圖形表示可通過若干方式來增強(qiáng)。例如， 用于該系統(tǒng)的特定電力系統(tǒng)部件例如可通過使用紅色虛線作為兩段 之間的界面來表示，以便指明在那個位置存在降壓變壓器。藍(lán)色虛線 可用于指明升壓變壓器。其它電力系統(tǒng)部件可通過各種不同的對象、 線條、符號和/或顏色來表示。整個段可通過不同顏色來顯示，以便 指明例如其值由那個段的大小所表示的參數(shù)在給定時間間隔是增加 還是減小。 其它二維幾何形狀可用于圖形表示。例如，三角形表示 可使用，其中第l層在三角形頂點(diǎn)處，之后第l層下面的接連行表示 逐漸地從屬層。還可使用例如棱形、圓柱形和錐形等的三維幾何形狀， 其中各層圍繞3D形狀，以便通過旋轉(zhuǎn)該形狀來查看，由此允許在給 定顯示區(qū)域、如計算機(jī)屏幕中顯示更復(fù)雜的分級結(jié)構(gòu)。 在包括多個干線的電力分配系統(tǒng)中，各干線通常具有它 自己的分級結(jié)構(gòu)，但是，多個干線的分級結(jié)構(gòu)可集中在一個圖形表示 中，如圖4所示。備選地，對于各干線可顯示單獨(dú)的圖標(biāo)，如圖5所 示，然后各圖標(biāo)可"開啟"(例如通過點(diǎn)擊它)以顯示那個特定干線的監(jiān) 測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)的圖形表示。 當(dāng)能量消耗在整個系統(tǒng)改變時，圖形表示中各段的大小 將隨時間而改變。重新繪制圖形表示以更新段大小的時間間隔可調(diào)整 為適應(yīng)不同用戶的需要。大多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)以很快的速率積累和丟棄數(shù) 據(jù)，但是，圖形表示通常無需以與監(jiān)測器獲取新數(shù)據(jù)相同的速率來更
圖形表示還可用于通過加亮顯示、閃爍或者畫出其中已 經(jīng)發(fā)生告警狀況的一段或多段的輪廓來發(fā)信號通知告警狀況。這類告 警狀況的示例例如是超過閾值、不正確配置、出故障部件以及需要固 件升級。 用于公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)的市場出售軟件的示例是可向 Schneider Electric(LaVergne， Tennessee)購買的"企業(yè)能量管理，，(EEM) 和"ProActive Logic"(PAL)系統(tǒng)。 雖然已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和應(yīng)用，但 要理解，本發(fā)明并不局限于本文所公開的準(zhǔn)確構(gòu)造和組成，以及通過 以上描述，各種修改、變更和變化會是十分明顯的，并未違反所附權(quán) 利要求書中定義的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種圖形表示在公用設(shè)施系統(tǒng)中的多個監(jiān)測點(diǎn)的至少一個所選參數(shù)的值的方法，包括接收在所述多個監(jiān)測點(diǎn)所測量的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述接收的數(shù)據(jù)來確定在所述多個監(jiān)測點(diǎn)的所述所選參數(shù)的值，以及使用所述值來生成在所述多個監(jiān)測點(diǎn)的所述所選參數(shù)的值的圖形表示，所述圖形表示包括具有(1)表示所述值的量的大小和(2)表示所述監(jiān)測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)的位置的形狀。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個所選參數(shù)包 括向電力分配系統(tǒng)的對應(yīng)于所述多個監(jiān)測點(diǎn)的部分供應(yīng)的電力。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個所選參數(shù)包 括電力分配系統(tǒng)的對應(yīng)于所述多個監(jiān)測點(diǎn)的部分中消耗的能量。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)包括所述多個監(jiān) 測點(diǎn)的每個的測量數(shù)據(jù)和虛擬數(shù)據(jù)中的至少 一個。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形狀包括同心圓區(qū)域 的段，其中各段的角范圍表示所述值的至少一個的量，而所述段的徑 向和圓周位置表示所述監(jiān)測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，從所述同心圓區(qū)域的中心 沿共同徑向線的連續(xù)的形狀逐漸地從屬于在該共同半徑上的其他形 狀。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，具有共同半徑的所述圓形 區(qū)域的段的角范圍表示所述監(jiān)測點(diǎn)的所述所選參數(shù)相對于所述參數(shù) 的整體總量的分?jǐn)?shù)大小。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述形狀包括矩形區(qū)域的 段，其中各段的寬度表示所述值的至少一個的量，而所述段相對于彼 此的位置表示所述監(jiān)測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述矩形區(qū)域的段設(shè)置成 多個水平行，其中最上行表示最高分級等級，并且所迷最上行下面的 連續(xù)行中的段逐漸地從屬于緊接前一行中的相鄰段。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，共同行中的段的橫向尺寸 表示在共同分級等級中的所述監(jiān)測點(diǎn)的所述所選參凄史的相對值。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述公用設(shè)施系統(tǒng)包括電 力分配系統(tǒng)，其包括多個干線，并且包括所述多個干線的每個的所述 監(jiān)測點(diǎn)的獨(dú)立的分級結(jié)構(gòu)。
12. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述圖形表示在所述圖形 表示中被標(biāo)識的所選監(jiān)測點(diǎn)處顯示。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，包括響應(yīng)任何所選段的選擇而顯 示與所述圖形表示中的該段相關(guān)的數(shù)據(jù)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述顯示的數(shù)據(jù)包括在 電力分配系統(tǒng)的與不同段對應(yīng)的部分中使用的特定電力系統(tǒng)部件的 標(biāo)識。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述顯示的數(shù)據(jù)包括所 述部件的至少 一部分的所選參數(shù)的標(biāo)識。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述顯示的數(shù)據(jù)包括虛 擬監(jiān)測負(fù)載的數(shù)據(jù)。
17. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述圖形表示生成為連續(xù) 顯示，其以所述分級結(jié)構(gòu)的至少一部分的概括顯示開始，之后跟隨所述分級結(jié)構(gòu)的所選部分的詳細(xì)顯示。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述概括顯示包括多個 電力干線，而所述詳細(xì)顯示包括所述電力干線的每個的獨(dú)立的分級結(jié) 構(gòu)。
19. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述部件標(biāo)識包括與從由 電特性、機(jī)械特性和銘牌特性所組成的組中選取的至少 一個特性相關(guān) 的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供具有多個監(jiān)測點(diǎn)的公用設(shè)施監(jiān)測系統(tǒng)的圖形表示。圖形表示公用設(shè)施系統(tǒng)的多個監(jiān)測點(diǎn)的至少一個所選參數(shù)的值的方法，包括接收在多個監(jiān)測點(diǎn)所測量的數(shù)據(jù)；根據(jù)所接收數(shù)據(jù)來確定在多個監(jiān)測點(diǎn)的所選參數(shù)的值；以及用這些值生成在多個監(jiān)測點(diǎn)的所選參數(shù)的值的圖形表示，圖形表示包括具有(1)表示值的量的大小和(2)表示這些監(jiān)測點(diǎn)的分級結(jié)構(gòu)的位置的形狀。在一個應(yīng)用中，所選參數(shù)是電力分配系統(tǒng)中在對應(yīng)于多個監(jiān)測點(diǎn)的部分中所消耗的公用設(shè)施和能量中的至少一個。
文檔編號G06F17/00GK101587468SQ20091014651
公開日2009年11月25日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者A·R·格雷, J·A·比克爾, S·M·霍普 申請人:斯夸爾D公司